高速公路橡胶沥青试验路段路面结构与材料组成设计

高速公路橡胶沥青试验路段路面结构与材料组成设计

夏玮

夏玮

（四川成德南高速公路有限责任公司，四川，610041）

【摘要】高速公路是通往现代化之路，具有独特的优势，为了充分发挥高速公路的作用，预防路段发生病害，合理设计高速公路橡胶沥青试验路段路面结构与材料组成以提高公路质量。本文将浅析高速公路的设计理念与路面施工材料，并针对橡胶沥青试验路段路面结构与材料组成设计提出个人见解。

【关键词】高速公路；路面结构；橡胶沥青；材料组成设计

高速公路是实现现代化的交通道路，以发挥公路服务作用为宗旨，其路面施工材料以橡胶沥青的混合集料与矿粉、水泥为主，具有橡胶与沥青的独特优势，可以有效防止路基病害和施工缝问题，具有防水性能，能够增加路面的防滑性能和耐磨性能，维护高速公路中层的稳定性。本文将简单介绍高速公路的设计理念，分析公路路面的主要施工材料，并从选择科学的试验方法，控制各种集料的参数比例和提高试验路段路面的摊铺质量等三个方面来浅谈高速公路橡胶沥青试验路段路面结构与材料组成设计要点。

一、高速公路的设计理念

现代高速公路以提高公路服务质量为基本设计理念，为了能保证车辆高速行驶，高速公路除了要修建的坚固、耐用、平整、防滑外，还应做成双向、宽阔、全封闭式的。高速公路通常有4至8条行车道，往返各一半，中间设有4到6米的“中央分隔带”，种植灌木或者设置栏杆，一方面能把不同方向的通道分开，另一方面也可以防止夜间发生交通事故。公路两侧也都设有“紧急停车带”，供行驶中出现故障的车辆临时停放。高速公路有专门的出入口，非机动车和慢速交通工具一概不能上高速公路，在公路的最外面用金属栅网阻拦，实行全线封闭。在与其他公路交叉的地方都设有“互通式立交”，所有汽车都从这里进入或者离开高速公路。这种互通式立交每隔50公里设置一个，里面不仅设有加油站、收费站、车辆维修站、休息室、商场、餐厅、游乐场和旅馆等服务设施，还有“电子监控中心”，通过监控技术来监视汽车的行驶状况。据统计，一条高速公路的运输量相当于5条铁路的运输量，高速公路可以大幅度降低汽车的运输成本，是通向现代化之路。

二、高速公路路面的施工材料

现代高速公路路面的主要施工材料是橡胶与沥青混凝土的混合集料和矿粉、水泥等，集合了橡胶与沥青的所有优势。公路路面所使用的橡胶属于合成橡胶，这种橡胶与天然橡胶不同，不会受气候和地理因素的限制，它是由异戊二烯和1、3丁苯二烯组成的化合物，耐火性能比较好，具有耐油、耐老化和耐腐蚀的作用。沥青是一种黑色或者棕色的石油状物质，其稠度为黏稠液体至玻璃状固体不等，可以从石油蒸馏残渣或者从沥青矿中得到。沥青由碳和氢的化合物组成，含有少量的氮、硫、氧。沥青在某些条件下富有弹性，主要用于铺筑路面。将橡胶与沥青相混合可以提高路面的防裂性能，及时排除路面的水分，使公路路面更加坚固、耐用，保持路面的平整度，增加路面的防滑、耐磨性能。

三、高速公路橡胶沥青试验路段路面结构与材料组成设计分析

（一）选择科学的试验方法

在设计高速公路橡胶沥青试验路段路面结构与材料组成时首先要选择科学的试验方法即CAVF方法，该方法内容是确定路段路面的通车量与使用年限，预算每一年的累计当量轴次和道路拉应力以及道路结构的弯沉值等。需要检验橡胶沥青的应力吸收层与分散路面载荷功能，并测量路面的横截面，而且要控制橡胶沥青混合材料的温度与粘合度，观察并分析路段路面结构与材料组成的密度关系。此外，要注意考虑材料的间断配和开机配等方面的性能，计算材料的体积，并使用矿料主骨空隙体积填充方法来确保橡胶沥青的密实度与使用量，按照施工工艺来嵌入骨料，填充骨架的空隙，全面提高路面效果与橡胶沥青的混合性能。

（二）注意各种集料的参数比例

在使用CAVF方法配置施工材料时要注意控制各种集料的参数比例，需要根据《公路沥青路面施工技术规范》来选择试验路段路面的原材料，严格控制沥青材料的耐高温性能和耐低温性能，可以选用10-15、15-30和20-30等不同型号的材料来进行试验，要确保集料干净、光滑而干燥的表面，选用优质的石灰石所磨制的矿粉。将粗集料控制在10到15毫米和3到5毫米等规格，并采用3到6毫米之间的细集料。主骨架的孔隙率应该控制在45%左右，细集料的密度不能低于每立方米2.045克，矿粉的表观密度是每立方米2.545克，橡胶沥青的密度是每立方米0.981克，沥青用量以及矿粉用量分别是7%和2%，设计目标的孔隙率应该控制在3%。橡胶沥青的油石比相比较大，不同于改性沥青，其中包含的合成橡胶粉应控制在18%，可以保持橡胶沥青的良好黏度，油石比一般在6.2%和7.1%之间，动稳定度必须高于每毫米3300次。

（三）提高试验路段路面的摊铺质量

在铺设橡胶沥青路面之前，需要做好基层清理工作，将沥青油喷洒在清扫干净的面层上，必须把握沥青油的用量，喷洒出的沥青油不能太薄也不能太厚，沥青油太薄了就没有粘结力，太厚的话就会切断与沥青下下承层的连接，同样会影响粘结力。在正式摊铺实验路面之前，需要对试验路段进行摊铺，将试验路段的距离控制在200米之间，并记录试铺过程中的材料和数据，以便对正式摊铺时所用的沥青用量、材料拌和温度与比重以及摊铺速度进行确定与优化。在摊铺橡胶沥青之前，施工人员要给摊铺机的料斗、螺旋和刮板等受料部位涂抹隔离剂涂，以避免粘结橡胶沥青。在摊铺的过程中需要保持工作的连续性和摊铺的均匀性，做好每一细节的工作。在压实沥青混凝土之前要避免踩踏，不能采取人工修整。摊铺施工过程中，需要将摊铺机之间的距离控制在10米之内，要严格控制摊铺温度和摊铺速度，避免沥青混凝土离析，防止出现施工裂缝。如果在摊铺过程遇到雨雪天气，就不能继续施工，要立即清理没有压实的混凝土，不能使用受到雨淋的混凝土。试验路段路面的压实过程分别是初压、复压和终压三个阶段，必须严格控制每次的压实长度与厚度，长度不能超过50米，厚度要控制在80毫米。压路机要保持均匀的前进速度，安装先外侧后内侧的顺序碾压四遍，在初压的过程中要及时检查路面的平整度，并及时休整不平整的区域。复压和初压的工作基本一致，然后进行终压，中压完毕后经过冷却才可以开通路面。

结束语：

综上所述，现代高速公路具有独特的优点，以提高公路服务质量为基本设计理念，设有多种服务设施和安全防护设施。路面的主要施工材料是橡胶与沥青的混合集料和矿粉、水泥等，这种施工材料可以有效防止路面出现施工缝，提高路面的防滑、耐磨性能，确保路面的安全稳定质量。在配置橡胶沥青时要选择使用CAVF方法，注意控制各种集料的参数比例，加强试验路段路面的摊铺质量，在铺设橡胶沥青路面之前，需要做好基层清理工作，在正式摊铺实验路面之前，需要对试验路段进行摊铺，要给摊铺机的料斗、螺旋和刮板等受料部位涂抹隔离剂涂，以避免粘结橡胶沥青，在摊铺的过程中注意保持摊铺的均匀性，严格控制摊铺温度和摊铺速度，做好每一步压实工作，这样方能全面提高高速公路的路面质量。

参考文献：

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